COMMITTENTE: ALTA SORVEGLIANZA: GENERAL CONTRACTOR

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GENERAL CONTRACTOR DIRETTORE DEI LAVORI

Consorzio

Cociv Ing.P.P.Marcheselli

COMMESSA LOTTO FASE ENTE TIPO DOC. OPERA/DISCIPLINA PROGR. REV. I G 5 1 0 2 E C V R B I N 9 E 0 0 0 0 1 A

Progettazione :

Rev Descrizione Redatto Data Verificato Data Progettista Integratore

Data IL PROGETTISTA

A00 Prima Emissione ALPINA

27/09/2013 COCIV

27/09/2013 A. Palomba

30/09/2013

n. Elab.: File: IG51-02-E-CV-RB-IN9E-00-001-A00.DOCX

CUP: F81H92000000008

INFRASTRUTTURE FERROVIARIE STRATEGICHE DEFINITE DALLA LEGGE OBIETTIVO N. 443/01

TRATTA A.V. /A.C. TERZO VALICO DEI GIOVI PROGETTO ESECUTIVO

SISTEMAZIONE SUPERFICIE E STRADA DI ACCESSO POZZO D I

VENTILAZIONE VALLEMME

Geotecnica

Relazione geotecnica

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IG51-02-E-CV-RB-IN9E-00-001_A00 Relazione geotecnica

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INDICE INDICE .............................................................................................................................3

1. PREMESSA .........................................................................................................5

2. SCOPO DEL DOCUMENTO ................................................................................5

3. NORMATIVA E DOCUMENTI DI RIFERIMENTO ...............................................6

3.1. Normative, raccomandazioni e strumenti territoriali di riferimento ................................................. 6

3.2. Riferimenti bibliografici .................................................................................................................... 7

3.3. Documenti di riferimento ................................................................................................................. 8

4. INQUADRAMENTO GEOLOGICO .................................................................... 10

4.1. Argille a Palombini del Passo della Bocchetta ............................................................................. 13

5. INQUADRAMENTO GEOMORFOLOGICO ....................................................... 16

6. INQUADRAMENTO IDROGEOLOGICO ........................................................... 16

7. CAMPAGNE DI INDAGINI GEOGNOSTICHE ................................................... 17

7.1. Prove geotecniche in sito .............................................................................................................. 17

7.2. Prove geotecniche di laboratorio .................................................................................................. 18

7.3. Rilievi geostrutturali ...................................................................................................................... 19

8. UNITA’ GEOTECNICHE E PROFILO GEOTECNICO ....................................... 19

8.1. Unità geotecniche ......................................................................................................................... 19

8.1. Profilo geotecnico longitudinale .................................................................................................... 20

9. SINTESI DELLA CARATTERIZZAZIONE GEOTECNICA DELLA TRATTA ...... 22

10. PARAMETRI GEOTECNICI DI CALCOLO ........................................................ 25

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1. PREMESSA

Il presente documento illustra gli aspetti geotecnici connessi alla progettazione esecutiva del Lotto 2 della tratta AV/AC Milano-Genova-III Valico dei Giovi e più in particolare della Strada di accesso al pozzo di areazione della galleria naturale Finestra Val Lemme, nel Comune di Voltaggio (AL).

La nuova viabilità WBS IN9E consiste nell’adeguamento di una strada sterrata esistente che si dirama dalla nuova viabilità NV13 (adeguamento della S.P.163) verso il piazzale del pozzo di areazione, per un’estensione complessiva di 0+145.56 km, sviluppandosi nel comune di Voltaggio.

L’area dell’intervento risulta molto pregiata dal punto di vista paesistico per le sue risorse naturalistiche, essendo posta in prossimità del SIC Capanne di Marcarolo che non viene però interferito dal progetto.

Il presente documento è stato redatto sulla base delle risultanze delle indagini geognostiche in sito e di laboratorio realizzate nell’ambito della campagna di indagini per il Progetto Preliminare della linea ferroviaria e delle campagne di approfondimento successive propedeutiche allo sviluppo del Progetto Definitivo ed Esecutivo, e con riferimento a quanto riportato nella relazione geologica e nei profili geologici del progetto esecutivo.

Le analisi e le valutazioni condotte per la definizione della caratterizzazione geotecnica sono state effettuate con specifico riferimento a quanto riportato nella relazione geologica, geomorfologica ed idrogeologica del progetto esecutivo nonché ai relativi documenti grafici (carta geologica e geomorfologica, carta idrogeologica, profili geologico-tecnici e sezioni trasversali).

Gli elementi di sismicità e di classificazione sismica del lotto interessato dalle opere, nonché la definizione delle azioni sismiche e dei parametri da considerare per le valutazioni progettuali sono riportate nella relazione geologica, geomorfologica ed idrogeologica del PE.

2. SCOPO DEL DOCUMENTO

Il presente documento ha lo scopo di fornire un inquadramento delle caratteristiche fisiche e geotecniche dei terreni attraversati dal tracciato stradale.

Il presente documento si articola nei seguenti punti:

1) descrizione delle caratteristiche geologiche salienti dell’area interessata dal tracciato e dei terreni costituenti il sottosuolo;

2) sintesi del quadro idrogeologico ed individuazione delle quote di falda significative ai fini dello sviluppo del progetto esecutivo;

3) descrizione delle campagne di indagini utilizzate per la caratterizzazione stratigrafica e geotecnica dei terreni;

4) definizione delle unità geotecniche e descrizione del profilo geotecnico nelle sue caratteristiche salienti;

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5) sintesi dei risultati della caratterizzazione geotecnica dei terreni, derivata sia dall’elaborazione delle prove in sito che di laboratorio;

6) individuazione dei range dei parametri geotecnici caratteristici generali di ciascuna unità geotecnica sulla base delle indagini disponibili.

3. NORMATIVA E DOCUMENTI DI RIFERIMENTO

3.1. Normative, raccomandazioni e strumenti territo riali di riferimento

La progettazione delle opere ferroviarie della tratta sarà redatta in ottemperanza dell’Art. 20 della Legge 28 febbraio 2008, n. 31, secondo i dettami normativi antecedenti all’emissione del Decreto Ministeriale 14 gennaio 2008, come anche confermato dalla Circolare 5 agosto 2009 del Ministero delle Infrastrutture e dei Trasporti. L’Art. 20 comma 3 recita “Per le costruzioni e le opere infrastrutturali iniziate, nonché per quelle per le quali le amministrazioni aggiudicatrici abbiano affidato i lavori o avviato progetti definitivi o esecutivi prima dell’entrata in vigore della revisione generale delle norme tecniche per le costruzioni approvate con decreto del Ministro delle infrastrutture e trasporti 14 settembre 2005, continua ad applicarsi la normativa tecnica utilizzata per la redazione dei progetti, fino all’ultimazione dei lavori e all’eventuale collaudo”.

I calcoli e le disposizioni esecutive sono pertanto conformi alle seguenti normative di legge:

[1] D.M. 11.03.1988 - “Norme tecniche riguardanti le indagini sui terreni e sulle rocce, la stabilità dei pendii naturali e le scarpate, i criteri generali, e le prescrizioni per la progettazione, l’esecuzione e il collaudo delle opere di sostegno delle terre e delle opere di fondazione”.

[2] Circ. LL.PP. 24 settembre 1988 n. 30483 “Norme tecniche per terreni e fondazioni - Istruzioni applicative”.

[3] D.M. 09/01/1996 – “Norme tecniche per il calcolo, l’esecuzione ed il collaudo delle strutture in cemento armato, normale e precompresso e per le strutture metalliche”.

[4] Circ. LL.PP. 15 ottobre 1996 n. 252 – Istruzioni per l’applicazione delle “Norme tecniche per il calcolo, l’esecuzione ed il collaudo delle strutture in cemento armato, normale e precompresso e per le strutture metalliche” di cui al DM 09/01/1996.

[5] D.M. 16/01/1996 – “Norme tecniche per le costruzioni in zone sismiche”.

[6] Circ. LL.PP. 10 aprile 1997 n. 65 – Istruzioni per l’applicazione delle “Norme tecniche per le costruzioni in zone sismiche” di cui al DM 16/01/1996.

[7] Istruzioni relative alle “Norme tecniche riguardanti le indagini sui terreni e sulle rocce, la stabilità dei pendii naturali e delle scarpate, i criteri generali e le prescrizioni per la progettazione, l’esecuzione ed il collaudo delle opere di sostegno delle terre e delle opere di fondazione” - Cir. Dir. Cen. Tecn. n° 97/81.

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[8] Ordinanza del Presidente del Consiglio dei Ministri n. 3274 del 20 Marzo 2003. “Primi elementi in materia di criteri generali per la classificazione sismica del territorio nazionale e di normative tecniche per le costruzioni in zona sismica”.

[9] Ordinanza del Presidente del Consiglio dei Ministri n. 3316. “Modifiche ed integrazioni all'Ordinanza del Presidente del Consiglio dei Ministri n.3274 del 20.03.03”.

[10] Piano Stralcio per l'Assetto Idrogeologico PAI - (Autorità di Bacino del Fiume Po), approvato con DPCM 24/05/2001.

[11] EN 1997 Eurocodice 7 “Geotechnical Design”.

[12] RFI “Manuale di progettazione”;

3.2. Riferimenti bibliografici

[13] Bruschi A. (2010) – “Prove geotecniche in situ – Guida alla stima delle proprietà geotecniche e alla loro applicazione alle fondazioni” – Dario Flaccovio Editore.

[14] Cestari F. (1990) - “Prove Geotecniche in sito” – ed. Geo-graph.

[15] D’Appolonia D.J. (1970) - "Settlement of Spread Footings on Sand". In “Civil Engineering”, ASCE, Maggio 1968 – Marzo 1970.

[16] Duncan J.M., Buchignani A.L. (1976) - "An engineering manual for settlement studies" Dipartimento di Ingegneria Civile – Università della California, Berkeley.

[17] Elson W.K. (1984) - “Design of laterally loaded piles” - CIRIA Report n.103.

[18] Gibbs H.J. & Holtz W.G. (1957) - “Research on Determining the Density of Sands by Spoon Penetration Testing” - Proc. IV ICSMFE, Londra.

[19] Jamiolkowski, M., Ladd, C.C., Germaine, J.T. e Lancellotta, R. (1985) - “New developments in field and laboratory testing of soils”, Proc. 11a Conf. Int. di meccanica dei suoli e ing. delle fond., San Francisco, Volume 1, Balkema, Rotterdam, pp. 57-153.

[20] Jamiolkowski M. et al. (1988) - “New correlations of penetration tests for Design Practice” - ISOPT, Orlando, Vol. 1, pag. 263.

[21] Koutsoftas D.C. & Ladd C.C. (1985) - “Design Strength of an offshore clay” – Tesi di PhD Università del Texas - Austin (USA).

[22] Matlock H. & Reese L.C. (1960) - “Generalized solutions for laterally loaded piles”. Proc. American Society of Civ. Engrs. – Journal of Soil Mechanics and Foundations – Vol. 86, pp. 63-91.

[23] NAVFAC-DM 7.1 (1971) - “Soil mechanics, foundations and earth structures – Design Manual”. Dept. of the Navy – Naval Facilities Engineering Command.

[24] NAVFAC-DM 7 (1982) - "Design Manual - Soil mechanics, foundations, and earth structures" Dept. of the navy - Naval Facilities Engineering Command.

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[25] Ohta Y. & Goto N. (1978) – “Empirical shear wave velocity equations in terms of characteristics soil indicies” - Earthquake Eng. and Struc. Dyn., (6), pp. 167-187.

[26] Schultze, E. & Menzenbach, E. (1961) "Standard Penetration Test and Compressibility of Soils" Atti della V Conf. Int. sulla meccanica dei suoli e l’ing. delle fond., Vol. 1, pp. 527-532.

[27] Schmertmann, J. (1977) - “Guidelines for cone penetration test performance and design” Rep. No. FHWA-TS-78-209, Federal Highway Administration, Washington, D.C.

[28] Skempton A.W. (1986) - “Standard Penetration Test Procedures and the Effects in Sands of Overburden Pressure, Relative Density, Particle Size, Aging and Overconsolidation” –Geotechnique, Vol. 36, pp. 425÷447.

[29] Stroud, M.A. (1989) “The Standard Penetration Test-its Application and Interpretation”. Institution of Civil Engineers Conference on Penetration Testing, Birmingham, United Kingdom. Thomas Telford, London, pp. 29-49.

[30] Stroud M.A: & Butler F.G. (1975). “The Standard Penetration Test and the Engineering Properties of Glacial Materials”. Proceedings Symposium on the Engineering Behaviour of Glacial Materials, Midland Society of Soil Mechanics and Foundation Engineering, Birmingham (UK).

[31] Terzaghi, K. & Peck, Rb. (1948) “Soil Mechanics in Engineering Practice”, I e II edizione, John Wiley, New York.

[32] EPRI EL-6800, “Manual on estimatine Soil properties for foundation design” 1990.

3.3. Documenti di riferimento

[33] Relazione geotecnica delle tratte all’aperto IG5102ECVRBGE0001001A00

[34] Relazione sismica delle tratte all’aperto IG5102ECVRHGE0001001A00

[35] Galleria naturale Cunicolo Val Lemme - Relazione geologica e geomorfologica IG5102ECVRGGN14QX002B00

[36] Galleria naturale Cunicolo Val Lemme - Relazione idrogeologica IG5102ECVRGGN14QX005B00

[37] Galleria naturale Cunicolo Val Lemme - Relazione geotecnica IG5102ECVRGGN14QX001B00

[38] Galleria naturale Cunicolo Val Lemme – Carta geologica, geomorfologica con ubicazione indagini geognostiche IG5102ECVG5GN14QX001B00

[39] Galleria naturale Cunicolo Val Lemme – Carta idrogeologica con ubicazione indagini geognostiche e punti d’acqua IG5102ECVG5GN14QX002B00

[40] Galleria naturale Cunicolo Val Lemme – Planimetria ubicazione indagini geognostiche IG5102ECVP5GN14QX001B00

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[41] Galleria naturale Cunicolo Val Lemme – Profilo geomeccanico e monitoraggio IG5102ECVF5GN14QX001C00

[42] Galleria naturale Cunicolo Val Lemme – Profilo geomeccanico e monitoraggio IG5102ECVF5GN14QX002C00

[43] Adeguamento SP7/SP163 della Castagnola – Tratto 2 – Relazione geologica, geomorfologica e idrogeologica IG5102ECVRGNV1300006B00

[44] Adeguamento SP7/SP163 della Castagnola – Tratto 2 – Relazione geotecnica IG5102ECVRBNV1300002B00

[45] Adeguamento SP7/SP163 della Castagnola – Tratto 2 – Carta geologica, geomorfologica con indicazione indagini geognostiche Tav. 8/10 IG5102ECVG7NV1300008B00

[46] Adeguamento SP7/SP163 della Castagnola – Tratto 2 – Profilo geologico - geotecnico Tav. 9/12 IG5102ECVAZNV1300013B00

[47] Adeguamento SP7/SP163 della Castagnola – Tratto 2 – Sezioni geologico - geotecniche Tav. 5/8 IG5102ECVW9NV1300014B00

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4. INQUADRAMENTO GEOLOGICO

La viabilità in esame attraversa un contesto collinare in prossimità del Pian dei Bricolli, sviluppandosi all’interno del comune di Voltaggio (AL).

Dal punto di vista geologico, essa si colloca nella zona di giustapposizione tra i domini orogenici alpino e appenninico (Figura 4-1), nota in letteratura come “nodo collisionale ligure” (Laubscher at. al., 1992); questo settore ad elevata complessità strutturale è stato recentemente oggetto di una dettagliata revisione cartografica con la realizzazione del nuovo foglio CARG n° 213-230 “Genova” in scala 1:50.000 (Capponi et al., 2008).

Nell’area del Foglio Genova è possibile distinguere, da W verso E, tre settori caratterizzati dall’associazione di unità di crosta oceanica e di mantello, unità di margine continentale e unità costituite da flysch:

1. le unità tettonometamorfiche Voltri e Palmaro-Caffarella (“Gruppo di Voltri” auct.): sono costituite dalle associazioni pre-cenomaniane di ofioliti e metasedimenti carbonatici del dominio oceanico ligure-piemontese. I litotipi dell’Unità Voltri hanno registrato un picco metamorfico eclogitico mentre la riequilibratura metamorfica delle rocce dell’Unità Palmaro-Caffarella è limitata alla facies scisti-blu (Federico et al. 2004). La distinzione sicura tra i litotipi delle due unità è in genere possibile solo a scala microscopica, in base ai caratteri mineralogico-petrografici.

2. la Zona Sestri-Voltaggio auct. (nel seguito ZSV): è costituita da tre unità tettonometamorfiche, di cui due ofiolitiche (Cravasco-Voltaggio e Figogna) e una di margine continentale (Gazzo-Isoverde). Il livello del metamorfismo è progressivamente decrescente passando dalle unità Cravasco-Voltaggio e Gazzo-Isoverde (facies scisti blu) all'Unità Figogna (facies pumpellyite-actinolite).

3. Il dominio dei Flysch Appenninici: è rappresentato dalle quattro unità tettoniche Mignanego, Montanesi, Ronco e Antola, sovrapposte con vergenza europea. Procedendo verso est, il grado metamorfico decresce da basso a bassissimo nelle prime tre unità fino ad arrivare a condizioni di diagenesi per l’Unità Antola.

A est, la Zona Sestri-Voltaggio è in contatto con le unità tettoniche di basso grado che compongono il dominio dei Flysch Appenninici. A ovest, essa è invece in contatto con le unità tettonometamorfiche Voltri e Palmaro-Caffarella, lungo una discontinuità regionale con direzione N-S, nota in bibliografia come Linea Sestri-Voltaggio; questo lineamento strutturale è classicamente ritenuto il limite fisico tra la catena alpina e quella appenninica, anche se le interpretazioni sulla sua natura sono spesso state tra loro discordanti: faglia trascorrente (Elter & Pertusati, 1973), sovrascorrimento (Cortesogno & Haccard, 1984) o faglia estensionale (Hoogerduijn Strating, 1994). Attualmente la ZSV è ritenuta un canale di concentrazione preferenziale della deformazione tettonica che, lungo di essa, si è ripetutamente scaricata in momenti diversi della storia evolutiva della catena e in regimi tettonici corrispondenti a livelli strutturali differenti (Capponi et al. 2009).

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A scala locale, il territorio in cui si colloca l’intervento è ubicato nell’areale di affioramento della ZSV e più precisamente entro la formazione delle “Argille a Palombini del Passo della Bocchetta” (aP), dell’unità tettonometamorfica Figogna.

L’unità tettonometamorfica Figogna è costituita da un basamento metaofiolitico e dalla relativa copertura metasedimentaria; la successione-tipo presenta alcuni caratteri peculiari rispetto alle sequenze di crosta oceanica delle altre unità: nei basalti, generalmente con tessitura a pillow, sono presenti livelli di ialoclastiti e brecce più o meno rimaneggiate, filoni basaltici e dioritici. I gabbri, generalmente ben rappresentati nelle altre unità, sono volumetricamente molto ridotti.

L’unità Figogna corrisponde all’unità denominata “Timone - Bric Teiolo” dagli autori pre-CARG, denominazione adottata anche nel Progetto Definitivo (2004); essa include le seguenti formazioni:

• Argille a Palombini del Passo della Bocchetta (aP) (suddivise nella cartografia CARG nelle due sottounità degli “argilloscisti di Murta, AGF” e degli “argilloscisti di Costagiutta, AGI”);

• Metacalcari di Erzelli;

• Metasedimenti silicei della Madonna della Guardia;

• Metabasalti del M. Figogna;

• Serpentiniti del Bric dei Corvi;

• Metaoficalci di Pietralavezzara.

Uno schema sintetico dei rapporti stratigrafici all’interno dell’unità Figogna è presentato nella successiva Figura 4-3.

Nel Foglio CARG Genova l’unità Figogna è interpretata come una serie ofiolitifera rovesciata, posizionata lungo il fianco inverso di una piega plurichilometrica coricata, successivamente ripiegata a formare una struttura regionale sinforme; le fasi deformative più recenti riattiverebbero i contatti tra le singole formazioni, generando superfici di scollamento lungo cui si determina una strutturazione a sovrascorrimenti interni all’unità (Capponi et al. 2009).

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Figura 4-1 Schema tettonico dell’area interessata dal progetto (tratto dal foglio CARG “Genova”).

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Figura 4-2 – Profilo geologico B-B’ (cfr. schema di Figura 1), con direzione ESE-WNW, attraverso la Val

Polcevera e la dorsale del M. Figogna (Foglio CARG Genova; Capponi et al., 2007).

Figura 4-3 Schema dei rapporti stratigrafici tra le varie formazioni che costituiscono l’unità tettonometamorfica

Figogna (Capponi et al., 2008).

4.1. Argille a Palombini del Passo della Bocchetta

aP, AGI, AGF (Cretaceo inf.)

L’unità delle “Argille a Palombini del Passo della Bocchetta”, descritta come un complesso litostratigrafico unico dagli autori pre-CARG e dal Progetto Definitivo, è stata successivamente suddivisa nel foglio CARG Genova in due sottounità:

• argilloscisti di Costagiutta (codice CARG: AGI);

• argilloscisti di Murta (codice CARG: AGF).

Per coerenza con il Progetto Definitivo e per evitare eccessive confusioni, si è scelto di mantenere la terminologia e il codice pre-CARG (aP), indicando, dove possibile, l’attribuzione dei litotipi affioranti all’una o all’altra delle due sottounità CARG sopra citate e distinguendo cartograficamente, sempre ove possibile, le due litofacies principali.

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Le due sottounità AGI e AGF occupano posizioni strutturalmente e litostratigraficamente distinte (Figura 4-2): gli argilloscisti di Costagiutta in posizione soprastante, gli argilloscisti di Murta in posizione sottostante; i rapporti reciproci a scala regionale sono esemplificati dal profilo geologico di Figura 4-2, estratto dal foglio CARG Genova.

Dal punto di vista litostratigrafico, la sottounità degli argilloscisti di Costagiutta (AGI) è costituita da alternanze di argilloscisti e di calcari cristallini (“Palombini” auct.), metapeliti scistose grigio-nerastre, più o meno siltose, metasiltiti e metaareniti in strati centimetrici, con intercalazioni di metacalcilutiti siltose più o meno marnose, di colore grigio o grigio-bruno in strati e banchi, più frequenti alla base della successione. I cosiddetti “Palombini” sono rappresentati da calcari cristallini comprendenti calcari micritici silicei, di colore grigio scuro tendente al grigio azzurro, a tessitura massiva, più raramente stratificata, calcari arenacei e meno frequenti calcari marnosi, che formano strati e banchi di potenza variabile da pochi cm a 1.5-2 m.

Lo spessore degli strati è generalmente centimetrico, ma nella parte alta della sequenza si osserva una stratificazione più irregolare con strati decimetrici e interstrati pelitici foliati. Sono frequenti noduli allungati e liste di quarzo microcristallino biancastro.

L'assenza di contenuto paleontologico non consente di determinare con precisione l’età della formazione che, per analogia con le Argille a Palombini delle successioni Liguri, è ipotizzata barremiano-albiana (Capponi et al., 2008).

Le giaciture individuate sono frequentemente la media di una stratificazione disturbata da serie di pieghe più o meno frammentate; la scistosità descrive frequentemente pieghe a ginocchio con cerniere più o meno acute e pieghe serrate, a scala da centimetrica a pluridecametrica. Gli argilloscisti di Costagiutta affiorano diffusamente a E della dorsale del M. Figogna e, in misura minore, sul suo lato occidentale, dove sono in contatto tettonico con le unità Gazzo e Cravasco-Voltaggio.

Gli Argilloscisti di Murta (AGF) a differenza dei precedenti sono privi dei caratteristici interstrati calcarei, i “Palombini” auct. che hanno dato il nome all’intera formazione. Sono rappresentati da un’alternanza di argilloscisti filladici color grigio scuro e grigio argenteo, a patina sericitica, con intercalazioni di sottili straterelli calcarei, di metasiltiti e di metaareniti fini, color grigio chiaro, nocciola in alterazione, con laminazioni piano-parallele localmente convolute. Gli strati hanno generalmente spessore da centimetrico a decimetrico; sono presenti orizzonti con strati fino a 30 cm di argilliti e metasiltiti.

Il rapporto stratimetrico metaareniti/metapeliti è di 1:2. Le superfici di strato su roccia fresca sono normalmente lucide, con veli di sericite talcosa al tatto, talvolta con tracce di scorrimento interstrato e aspetto vetrificato (fenomeni di dinamometamorfismo); possono essere presenti noduli allungati e liste di quarzo microcristallino biancastro. I contatti con le unità sopra- e sottostanti sono di tipo tettonico.

L’unità affiora in una fascia allungata N-S, da Sampierdarena a Campomorone e oltre, in territorio piemontese, separando verso est gli argilloscisti di Costagiutta dall’unità flyschoide di Mignanego (dominio dei Flysch Appenninici). L’età presunta è cretacica.

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Figura 4-4 Carta geologica- geomorfologica IN9E

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Le giaciture della stratificazione sono vergenti ad E presso il contatto con il Flysch di Mignanego, mentre nella direzione opposta (verso W) le giaciture sono raramente significative, poiché la stratificazione è disturbata da fitte sequenze di pieghe strizzate alla macroscala con assi orientati circa NNE-SSW.

La Figura 4-4 illustra la carta geologica e geomorfologica in corrispondenza dell’area di studio, con l’ubicazione dei sondaggi geognostici eseguiti.

5. INQUADRAMENTO GEOMORFOLOGICO

Dal punto di vista geomorfologico, la tratta in esame attraversa un contesto collinare caratterizzato da coperture detritiche eluvio-colluviali di spessore generalmente superiore a 3 m su substrato argillitico non affiorante.

Le coperture detritiche sono inquadrabili come limi argillosi-sabbiosi con scaglie argillitiche.

Queste coperture ed il primo cappellaccio di alterazione del substrato litoide sono, in generale, interessate da circolazione d'acqua di entità proporzionale alla piovosità stagionale (le massime circolazioni si hanno in corrispondenza degli impluvi); il confinamento idrogeologico del substrato pressoché impermeabile favorisce infatti l'instaurarsi di condizioni di saturazione nei periodi di piogge più intense e durature.

Tra le progressive pk 0+115.0 e pk 0+130.0 circa, è stato individuato un fenomeno di instabilità del versante, che interessa l’area del piazzale del pozzo di areazione della GN14Q. Per gli approfondimenti in merito a tale problematica e alle relative soluzioni progettuali, si rimanda alla WBS specifica di riferimento.

6. INQUADRAMENTO IDROGEOLOGICO

Nell’area dell’intervento il contesto idrogeologico naturale è caratterizzato una notevole omogeneità litologica, con una presenza predominante di argilliti ed argilloscisti. Le formazioni degli scisti micaceo-carbonatici presentano una permeabilità da bassa a molto bassa per fratturazione, anche se in corrispondenza delle principali intercalazioni di calcari è prevedibile che il grado di permeabilità per fratturazione possa essere leggermente più elevato. La circolazione idrica all’interno di questa formazione risulta pertanto limitata alle coltri detritiche superficiali, di spessore ridotto, o lungo le fasce intensamente fratturate del cappellaccio di alterazione.

Al verificarsi di eventi intensi e concentrati, gli strati più superficiali dei terreni di copertura vengono, generalmente, a trovarsi in condizioni di elevata saturazione: tale condizione, oltre a ridurre l’infiltrazione verso orizzonti più profondi, è la principale causa innescante di fenomeni franosi superficiali.

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In termini di permeabilità, è’ possibile evidenziare quanto segue:

• le coltri detritiche sono permeabili per porosità; sulla base delle prove Lefranc eseguite in fase di PD e in considerazione delle caratteristiche granulometriche della matrice che risulta da fine a medio-fine, a tali terreni è possibile attribuire il seguente range di permeabilità: 10E-

7 m/s÷10E-5 m/s.

• la formazione delle Argille a Palombini è caratterizzata da una permeabilità da bassa a medio bassa; sulla base delle prove Lugeon eseguite in fase di PD è possibile attribuire alla formazione il seguente range di permeabilità: 10E-6 m/s÷10E-8 m/s.

7. CAMPAGNE DI INDAGINI GEOGNOSTICHE

I dati geognostici a supporto del presente studio derivano dalle risultanze delle indagini in sito e di laboratorio realizzate nell’ambito delle campagne di indagini realizzate per il PP (2001-2002), PD (2004) e PE (Lotto 1 2012-2013) a supporto della progettazione preliminare, definitiva ed esecutiva del Lotto 2 della tratta ferroviaria in esame, allo scopo di verificare le condizioni geologico-geotecniche lungo il tracciato in progetto.

Nel presente documento si prendono in esame alcune delle risultanze delle campagne di indagini messa a punto per la viabilità NV13, posta in adiacenza alla WBS in oggetto, e della galleria naturale Cunicolo Val Lemme GN14, non essendo disponibili informazioni specifiche lungo la viabilità in esame.

7.1. Prove geotecniche in sito

Le prove geotecniche in sito eseguite in prossimità della WBS IN9E, come riportato in Figura 4-4 consistono in :

• n. 5 sondaggi stratigrafici a carotaggio continuo, di profondità comprese tra 20 e 30 m dal piano campagna, con rilievo stratigrafico, esecuzione di prove in foro, prelievo di campioni indisturbati e rimaneggiati per l’esecuzione di prove di laboratorio, prove dilatometriche, rilievo della falda ed installazione di strumentazione di monitoraggio;

Per la documentazione tecnica relativa alle indagini realizzate nell’ambito della campagna geognostica si rimanda alle relazioni tecniche a commento delle risultanze delle indagini redatte dalle ditte esecutrici.

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Tabella 7-1 Campagne indagini PP, PD e PE – Quadro riassuntivo dei sondaggi in prossimità IN9E

SOND. Campagna indagini

PROF. (m) STRUMENTAZIONE

PROVE IN FORO n.° (m)

S.P.T. n° (m)

PROVA DILATOMETRICA

n° (m)

SI22 PE 25.00 Piezometro Tubo

Aperto 2”

n. 1 Prova Lefranc (5.0-5.5)

n. 1 Prova Lugeon (18.0-23.0)

1 n. 1 (15.50 m)

SA301G114 PP 100.00 ---

n. 4 Prove Lefranc (10.0-11.0) (23.0-24.0) (34.0-35.0) (58.0-59.0)

n.4 Prove Lugeon (43.3-46.3) (69.5-71.7) (80.0-82.0) (89.5-91.5)

--- ---

SP25 PD 15.00 --- Prova Lugeon 10.0-

15.0 ---

SP5 PD 11.50 Piezometro Tubo

Aperto 2” Prova Lugeon 6.50-

10.0 ---

SP4 PD 20.00 --- Prova Lugeon 10.0-14.0

---

7.2. Prove geotecniche di laboratorio

Sui campioni prelevati durante l’esecuzione dei sondaggi geognostici ed inviati al laboratorio geotecnico, sono state effettuate le seguenti prove ed attività:

• apertura, riconoscimento stratigrafico con scortecciatura del campione, descrizione litotipi, rappresentazione fotografia del campione;

• prove speditive di consistenza con pocket penetrometer e vane test;

Caratteristiche fisico-volumetriche:

• analisi granulometriche;

• limiti di Atterberg;

• valori di umidità naturale (wn);

• valori di peso dell'unità di volume naturale (γnat);

• valori del peso specifico dei grani (Gs);

Caratteristiche di deformabilità e resistenza al taglio:

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• prove di taglio diretto (TD) con determinazione dei parametri di picco;

• prove edometriche;

• point load test;

• prove di compressione semplice;

Per i certificati di prova del laboratorio si rimanda al documenti predisposti dalle ditte esecutrici.

7.3. Rilievi geostrutturali

Per la classificazione geomeccanica della formazione delle Argille a Palombini si sono presi a riferimento i dati e le considerazioni già svolte nel corso degli studi precedenti, nel corso dei quali sono stati eseguiti una serie di rilievi geologico - geostrutturali.

Tali studi hanno consentito di rilevare le giaciture delle principali discontinuità (clivaggio, foliazione, giunti di frattura) e le loro caratteristiche in termini di spaziatura media, apertura, JCS e JRC, persistenza lineare, volumi unitari dell’ammasso roccioso e infine l’intensità di fatturazione espressa come numero di discontinuità medio per metro lineare di stendimento.

8. UNITA’ GEOTECNICHE E PROFILO GEOTECNICO

La WBS in oggetto è caratterizzata dalla presenza di una coltre detritica eluvio-colluviale (limi argilloso-sabbiosi con scaglie argillitiche) di spessore variabile, mediamente superiore a 3 m, che ricopre il substrato locale rappresentato dalla formazione delle Argille a Palombini del Passo della Bocchetta (argilloscisti con intercalazioni di strati calcarei) dell’Unità Figogna.

8.1. Unità geotecniche

Con riferimento ai risultati delle indagini geognostiche ed alle prove di laboratorio disponibili, e sulla base di quanto riportato nelle relazioni geologiche e geotecniche allegate al progetto esecutivo delle WBS NV13 ([43],[44]) e GN14Q ([35],[36],[37]) e alla relazione geotecnica delle tratte all’aperto ([33]), è stato possibile individuare una successione litologico-stratigrafica costituita da (Tabella 8-1):

1. un primo spessore di copertura o depositi di coltre detritica, con spessori variabili da 3 a 5 metri circa, che può essere schematizzata in due differenti livelli:

• un livello di sabbia limoso-argillosa a grana medio-fine;

• un livello di limo argilloso localmente sabbioso a grana fine.

2. uno strato di alterazione del substrato (cappellaccio) caratterizzato dalla presenza di materiale lapideo in scaglie e frammenti in una matrice prevalentemente limosa, con spessori variabili da 4 a 6 metri circa;

3. substrato lapideo costituito da argilliti-argilloscisti appartenenti alla Formazione delle Argille a Palombini.

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Tabella 8-1 Unità geotecniche e unità litotecniche corrispondenti

ID UNITA’ LITOTECNICA DESCRIZIONE

ID UNITA’ GEOTECNICA

PE

ID UNITA’ GEOTECNICA

PE

Copertura detritico colluviale (dt)

Sabbia limoso-argillosa a grana medio-fine UNITA’ 1a

dt_SL – sabbie limoso-argillosa

Limo argilloso localmente sabbioso a grana fine UNITA’ 1b

dt_LA – limi argilloso

Argille a Palombini (aP)

Strato di alterazione del substrato UNITA’ 2a

aP_alt – Strato di alterazione di aP

Formazione di base UNITA’ 2b aP – Argille a Palombini

Di seguito è riportata la descrizione completa di ciascuna unità geotecnica.

• UNITÀ dt_SL : coltre detritico colluviale a grana medio-fine; unità geotecnica prevalentemente incoerente.

• UNITÀ dt_LA : coltre detritico colluviale a grana fine; unità geotecnica prevalentemente coesiva.

• UNITÀ aP: substrato roccioso delle Argille a Palombini;

• UNITÀ aP_alt : strato di alterazione del substrato roccioso delle Argille a Palombini; unità geotecnica prevalentemente coesiva.

8.1. Profilo geotecnico longitudinale

Il profilo geologico-geotecnico longitudinale dell’NV13 in prossimità dell’IN9E è riportato in Figura 8-1. Attraverso l’interpolazione delle indagini geognostiche disponibili nell’area di interesse, esso sintetizza le informazioni di carattere stratigrafico e geotecnico relative ai terreni e alle rocce presenti mediamente nei primi 30 metri di profondità dal piano campagna.

Dall’esame del profilo geologico-geotecnico emerge che lungo il tracciato la sequenza stratigrafica è caratterizzata dalla presenza dell’Unità 1 delle coltri detritiche che giace immediatamente al di sopra del substrato roccioso, con spessori variabili tra 1.0 e 6.0 m circa.

Nel tratto in esame, lo strato di alterazione superficiale della roccia presenta spessori variabili tra 4 e 6 m circa.

Sulla base dei dati disponibili, la situazione stratigrafica del sito può essere così schematizzata:

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• a partire da p.c., si incontra uno strato di spessore pari mediamente 3.0÷4.0 m costituito principalmente da limo argilloso, appartenente alla formazione c_LA;

• al di sotto della formazione c_LA è presente lo strato di alterazione delle Argille a Palombini di spessore mediamente pari a 5.0÷6.0 m (formazione aP_alt);

• segue, fino alla massime profondità indagate, la formazione delle Argille a Palombini (formazione aP) costituita da argilloscisti con intercalazioni di strati calcarei.

Figura 8-1 Profilo geologico IN9E

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9. SINTESI DELLA CARATTERIZZAZIONE GEOTECNICA DELLA TRATTA

La caratterizzazione geotecnica/geomeccanica delle varie unità geotecniche interessate dal tracciato è basata sui risultati delle indagini sito e sulle prove di laboratorio, in base a quanto riportato nelle relazioni geotecniche [33], [37] e [44], cui si rimanda per i dettagli relativi ai criteri utilizzati, alle elaborazioni effettuate e alla definizione dei range di parametri da assumere in sede di progettazione esecutiva delle opere.

L’unità aP lungo il versante può essere cautelativamente assimilata al gruppo geomeccanico GR3, rappresentativo delle condizioni dell’ammasso più scadenti. Nelle relazioni geotecniche di riferimento il gruppo GR3 è descritto come segue: “’l’RQD è variabile mediamente tra il 20 e il 50%; con la foliazione regolarmente e fittamente spaziata ma con struttura più intensamente piegata, fino alla microscala. Le superfici dei giunti sono da poco alterate ad alterate e la circolazione idrica è scarsa. I palombini, quando presenti (non oltre il 50%), risultano da fratturati a molto fratturati e localmente alterati”. Per la caratterizzazione geotecnica dell’ammasso è stato utilizzato il codice di calcolo ROCLAB (Rocscience, 2006), che consente, noti i parametri di resistenza della roccia intatta σc,i e dell’indice GSI, di stimare i parametri di resistenza dell’ammasso (Hoek, Carranza-Torres, Corkum, 2002) sia secondo il criterio di rottura di Hoek e Brown, che secondo il criterio di rottura di Mohr-Coulomb. In particolare la stima dei parametri c e ϕ richiede la definizione dell’intervallo tensionale nel quale va linearizzata la curva di resistenza di Hoek e Brown. I dati di input richiesti dal programma sono i seguenti:

• σc,i: resistenza a compressione monoassiale della roccia intatta;

• indice GSI;

• mi: parametro caratteristico del criterio di Hoek e Brown per la roccia intatta;

• H: altezza della scarpata;

• D: fattore di disturbo;

La Tabella 9-1 riporta i risultati del calcolo eseguito, avendo assunto per il substrato roccioso un valore di D=0 (ammasso integro) e per il cappellaccio un valore di D=0.4 (ammasso alterato). L’altezza della scarpata è stata assunta pari a 10 m, ovvero alla somma dello spessore medio della coltre (≈4.0 m) più lo spessore del cappellaccio di alterazione (≈6.0 m).

Tabella 9-1 Parametri di resistenza dell’ammasso roccioso nella formazione aP

Dati di input Hoek-Brown Mohr-Coulomb

Litotipo γ [kN/m3]

σc,i [MPa]

GSI mi Ei

[MPa] D H

[m] mb s a c’

[kPa] ϕ’ [°]

aP

26 5.0 30÷35 7 2000

0.0

10

0.575÷0.687 0.0004÷0.0007 0.522÷0.516 47÷53 35.95÷3 7.66

aP_alt 0.4 0.308÷0.384 0.0001÷0.0002 0.522÷0.516 36÷42 30. 70÷32.86

Nelle figure seguenti si riportano le determinazioni dei parametri ottenuti con Roclab.

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Figura 9-1 Parametri di Mohr Coulomb per l’unità aP GSI=30

Figura 9-2 Figura 9-3 Parametri di Mohr Coulomb per l’unità aP GSI=35

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Figura 9-4 Figura 9-5 Parametri di Mohr Coulomb per l’unità aP_alt GSI=30

Figura 9-6 Figura 9-7 Parametri di Mohr Coulomb per l’unità aP_alt GSI=35

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Laddove i dati disponibili non siano risultati esaustivi ai fini della definizione dei range dei parametri, la stima si è riferita alla bibliografia tecnica disponibile e/o a dati acquisiti da pregresse esperienze su terreni analoghi.

La tabella seguente sintetizza i valori di riferimento per le unità geotecniche interessate dalla viabilità in oggetto.

Tabella 9-2 Sintesi dei parametri geotecnici IN9E

dt – Depositi di versante γ γ γ γ c’ φφφφ E k

Unità Descrizione [kN/m 3] [kPa] [°] [MPa] [m/s] 1a dt_SL 20÷21 0÷5 31÷34 30÷60 10-4÷10-6 1b dt_LA 20÷21 5÷15 29÷33 20÷40 10-5÷10-7 aP – Argille a Palombini γ γ γ γ c’ φφφφ E k

Unità Descrizione [kN/m 3] [kPa] [°] [MPa] [m/s] 2a aP_alt 26÷27 36÷42 31÷33 100÷130 10-6÷10-8 2b aP 26÷27 47÷53 36÷38 160÷230 10-6÷10-8

10. PARAMETRI GEOTECNICI DI CALCOLO

Per ciascuna unità geotecnica interessata dalla WBS IN9E, nella tabella seguente sono riportati i parametri geotecnici di calcolo individuati nei range di riferimento del capitolo precedente:

γ Peso di volume naturale;

φ' Angolo di attrito;

c' Coesione efficace;

E’ Modulo elastico operativo;

UNITÀ γγγγ

[kN/m 3] c’

[kPa] φφφφ' [°]

E’ [MPa]

dt_LA 20.0 5.0 30.0 ---

aP_alt 26.0 40.0 31.0 110

aP 26.0 50.0 36.0 200

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